5.1. Identificação dos resultados principais
Em conclusão, e ao longo desta dissertação foi abordado o tema Vibration Energy Harvesting. Foram criados dois transdutores eletromagnéticos, o PCB da eletrónica de regulação, a programação do microprocessador para ser aplicado ao sensor de nível capacitivo que será responsável pela medição do nível de água presente nos reservatórios evitando assim perdas por extravasamento.
Foram implementados dois transdutores eletromagnéticos com características diferentes como descrito no capítulo 2.1 e realizada a sua validação individual. O transdutor eletromagnético Nº1 obteve no seu melhor desempenho a 31 Hz, a sua frequência de ressonância. Os valores estão ilustrados na tabela 15.
Tabela 15 - Desempenho do transdutor eletromagnético Nº1.
Transdutor Eletromagnético
Nº1
0.177 V 80.5 𝜇𝐴 2205 Ω 0,014 𝑚𝑊
No transdutor eletromagnético Nº2, a sua frequência de ressonância é de 19 Hz e obteve os seguintes valores representados na tabela 16.
Tabela 16 - Desempenho do transdutor eletromagnético Nº2.
Transdutor Eletromagnético
Nº2
6.4 V 7740 𝜇𝐴 826.8 Ω 49.536 𝑚𝑊
Em respeito ao microprocessador é importante salientar a escolha do microprocessador, e a verificação dos seus consumos e modos de energia, existem muitos microprocessadores que eventualmente satisfação a necessidade de se efectuar medições do nível de água, contudo acabam por ter altos consumos energéticos, o que os torna uma solução invalida para serem aplicados em sistemas VEH.
Ainda a respeito do microprocessador utilizado nesta dissertação, e como conclusão convém realçar que é de extrema importância uma programação energeticamente eficiente do microprocessador, só assim é possível que ocorra um rigoroso controlo da energia evitando o desperdício energético. Esta comparação encontra-se exemplificada no subcapítulo 4.6. Nesta situação prática e otimizando o código para o Energy Mode 2, obtivemos o melhor resultado
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dos 3 modos de energia usados, com uma corrente média de 26.07 𝜇𝐴 e uma potência média de 86.17 𝜇𝑊.
Para o sensor capacitivo referenciado no subcapítulo 4.4, onde é possível visualizar na tabela nº13 e na figura 53, a sua linearidade e a relação entre o tempo de carregamento do sensor com o nível de água presente no reservatório. O seu tempo mínimo de carregamento é de
10.167
µ𝑠, e o nível de água presente no reservatório é equivale a 0% (totalmente vazio). Por sua vez, para um tempo máximo de carregamento19.500
µ𝑠 temos o nível de água no reservatório de 100% (completamente cheio).Em conclusão e para o transdutor nº1 este não iria satisfazer as necessidades energéticas perante a situação especifica do microprocessador e do sensor capacitivo. A energia produzida pelo transdutor nº1 é inferior à energia que o microprocessador necessita. Já em relação ao transdutor Nº2, a energia que o transdutor produz em função à energia que o microprocessador mais o sensor capacitivo consome torna o sistema energeticamente eficiente.
Também se permite concluir que para pequenas aplicações, nomeadamente e a título de exemplo, na vertente do IoT os VEH é uma solução a aplicar.
5.2. Evolução e trabalhos futuros
A evolução que mais se recomenda diz respeito ao transdutor eletromagnético. Como já foi referido as molas planares tem uma determinada frequência de ressonância, esta frequência de ressonância pode ser calculada passando por uma modelação matemática, de maneria a que se possa produzir uma mola em que sua frequência de ressonância seja a dominante no ambiente de aplicação.
Uma outra sugestão, para o sistema de recolha de energia seria a produção e implementação de um sistema não ressonante, aplicando ajustamentos mecânicos e ajustamentos elétricos de maneira que se pudesse aplicar em situações onde não existe linearidade de frequência.
Nesta dissertação todo o sistema foi aplicado para uma determinada função, nomeadamente efetuar medições autónomas do nível de água para um reservatório, contudo e para um trabalho futuro seria interessante aplicar o mesmo método de recolha de energia, mas por exemplo em maquinarias ou outras infraestruturas das redes de água aplicando outro tipo de sensores, fazendo uma relação entre a energia produzida com a energia consumida por esses sensores. Por exemplo no controlo de pressões, caudal, potencial hidrogeniónico (Ph) temperatura etc, automatizando assim o procedimento de gestão do recurso da água.
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